Beiträge von Gert im Thema „Gravitationswellen nachgewiesen!“

Hallo Stefan,

Die Sache mit der 150fachen Messtrecke ist so ein Ding. Die verwenden ja Perot-Fabry I-Meter, wo das Licht zwischen den teilreflektierenden Spiegeln hinundher geschleudert wird und dabei jedesmal ein bischen durch die Spiegel durchkommt und dann als Vielstrahlinterferenz zusammenkommt. Die Interferenz beim Etalon wird dann als Summe (oder im Grenzfall als Integral) berechnet. So richtig sagen, dass jedes Photon 150x durch das Etalon gelaufen ist, kann man dann nicht mehr. Es kann bei der ersten Teilreflektion schon durchgekommen sein oder erst bei der 150ten. Wenn man Lichtgeschwindigkeit und Detektionsfrequenz des LIGO zusammennimmt gibt es ganz eklige Effekte. Man käbnnte ja sagen man nimmt die Raumzeit als quasistatisch an während dieser ganze Photonenschleuderkram im Etalon passiert und es stellt sich am Beamsplitter dann die korrekte Interferenz ein. Aber bei einer Beobachtungsfrequenz von 100Hz und c=3e8m/sec kommt man auf 3e6m und 4km x 150 ist 6e5m. Also 1:5. Da ändert sich die Raumzeit schon mal während noch das selbe 'Messpaket' Photonen durchs I-Meter fliegt. Nun gut, das werden die LIGO Leute alles bei der Auswertung berücksichtig haben.

Clear Skies,
Gert

Hallo Beisammen,

Ich eine nette Vorlesungsreihe über das Thema gefunden und meine Frage beantwortet.

https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_1.pdf
https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_2.pdf
https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_3.pdf
https://labcit.ligo.caltech.edu/~ajw/LIGO_SURF02_4.pdf

Am besten Teil 1 Folie 26.

Ich habe dadurch folgende Ansicht erlangt.

Die Odulationen der Raumzeit huschen unter der Materie durch.
Die Materia ist nicht irgendwie an die Raunmzeit gepinnt.
Deswegen funktioniert überhaupt die LISA Planung im Weltraum. Da kann man die Spiegel ja nciht am Boden festschrauben.

Die Phasenverschiebung am I-Meter Ausgang entsteht also folgendermassen:

Die GW rauscht durchs I-Meter und staucht/dehnt die Raumzeit in den Armen. Die Spiegel stört das nicht. Die bleiben träge aufgehängt Ortsfest (was immer 'Ort' hier bedeuten mag). Der Laserstrahl erlebt die zwischen den Spiegel veränderte Raumzeit und fühlt eine andere Wegstrecke. Er kommt daher bei der Interferenz mit Phasenverschiebung an. Alles klar.

Clear Skies,
Gert

Hallo Günter,

Danke nochmal für den Hinweis.

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
... Vielleicht schaust du nochmal hier. ...
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Da steht : "... indem die lokalen Änderungen der Raumzeit-Eigenschaften die empfindliche Interferenz zweier Laserstrahlen verändern. ..."

Meinem Verständnis hilft das wenig, aber wie gesagt, die LIGO Leute haben die Messung ja gemacht, also muss es irgendwier gehen. Vielliecht finde ich mal irgendwo einen Vortrag, wo das genau erklärt wird.

Auf alle Fälle eine sehr spannende Diskussion und man wird sehen, was in Zukunft von LIGO kommt. Es liegen ja noch Daten aus weiteren Messkampagnen vor, die noch ausgewertet werde sollen. Ein paar 'Events' mehr würde ich mir schon wünschen.

Clear Skies,
Gert

Hallo Dominik,

Danke für die Arbeit, die Du Dir mit der Antwort gemacht hast.

Ich habe Probleme damit, einzusehen, dass sich die Raumzeit ändert (stauchen oder dehnen sei mal egal) und dies etwas ist, was man mit einem sich in der Raumzeit befindenden Beobachter sehen kann. Die Aussage '... Durch den gedehnten Arm braucht das Licht länger ... ' ist das Problem. Wenn ich nach Einstein Längen und Zeiten / Gleichzeitigkeiten messe nehme ich Lichtstrahlen, die sich auf Geodäten bewegen. Das ist für Licht die 'geradeste' Möglichkeit der Ausbreitung. Sieh' Dir eine Gravitationslinse an. Für einen Beobachter 'auf dem Lichtstrahl' bewegt dieser sich schnurgerade. Nur wir, die wir das von der Erde sehen, sagen das Licht macht eine Kurve. Der Lichtstrahl folgt der Geodäte der Raumzeit egal wie krumm die ist. Ob Linse oder Welle. Wenn jemand sagt '... der Arm wird kürzer ...' dann wüerde ich mir einen Erklärung wünschen, die mir sagt mit welchem (ART konformen) Masstab die Längenänderung ermittelt worden ist. Und dann möchte ich gezeigt bekommen, warum das Argument, was für den Masstab gilt nicht für den Lichstrahl im Arm gelten soll.

Ist aber eigentlich egal. Die Leute haben ja eine Änderung gemessen, also ist es mein Problem nicht zu verstehen warum. (Don't argue with success). In dem Sinne spiele ich hier nur meinen persönlichen 'Devils Advocat'.

Clear Skies,
Gert

Hallo HWS

So 100% überzeugt mich keiner der Punkte, die ich da angegeben habe. Deswegen bezeichne ich die auch nur als Hypothesen. Ich kann nicht nachvollziehen das etwas an der Raumzeit angenagelt ist noch dass die Raumzeit wackelt und etwas durch Trägheit zurück bleibt. Wenn da von einem Experten ein belegbare Statement kommt, bin ich ja gerne bereit das zu glauben.

Clear Skies,
Gert

Hallo Günter,

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: GünterD</i>
<br />Bei solchen Diskussionen wird manchmal die freie Aufhängung der Spiegel übersehen. Diese folgen dadurch kräftefrei der Dehnung in dem einen, bzw. gleichzeitigen Stauchung des Raums in dem anderen Arm des Instruments. D.h. es erfolgt gleichzeitig eine Abstandsvergrößerung und eine Abstandsverkürzung, was über die Laufzeitmessungen detektiert wird. Wenn ich mich richtig erinnere, gehen die Lichtpulse ein paar mal hin und her (eine Art sampling). Das kann man machen, weil die Lichtlaufzeit kurz verglichen mit der Dauer der Periode der Gravitationswelle ist.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">

Die Signifikanz der Aufhängung besteht in der Entkopplung von Störungen (Vibrationen) aus der Umbegung. Für das eigentliche Messprinzip halte ich das nicht für Ausschlaggebend. Viel Einigkeit in der Erklärung des Messeffekts sehe ich in diesem Thread noch nicht. Können wir uns mal einigen, ob folgende Statements zum Messprinzip richtig oder falsch sind. (Wie startet man in diesem Forum eigentlich ein 'Vote' ?)

<ul><li>Bei der Dehnung/Stauchung der Raumzeit bleiben die Spiegel zurueck und erzeugen den Wegunterschied im I-Meter.</li>
<li>Bei der Dehnung/Stauchung der Raumzeit sind die Spiegelatome starr an den Raum gekoppelt und bewegen sich (trägheitsfrei). Das Licht erfährt die selbe Raumzeit und es ist erstmal nicht klar wo die Phasendifferenz herkommt.</li>
<li>Der Laserstrahl erfährt bei durchlaufen der GW eine Rotverschiebung. Wer hatte das schicke Beispiel mit der Bleikugel gebracht? Aber es gibt ja auch den Weg zur Bleikugel. Gedankenexperiment: Ich stehte 10m vor der Kugel. Kurz vor der Kugel is ein Spiegel. Ich schicke einen Lichtstrahlt zum Spiegel. Auf dem Weg dorthin wird er Blauverschoben, triffty den Spiegel, wird reflektiert und kommtzu mir zurueck. Dabei wird er rotverschoben. Heben sich Blauverschiebung und Rotverschiebung auf? Wo ist dann der Trick?</li>
<li>Das Ganze liegt am Quadrupolmoment der GW und ist mit keinem der Vorstellung zugänglichen Model verständlich</li></ul>

Clear Skies,
Gert

Hallo Kalle66

Gut, das Argument der Rotverschiebung im I-Meterarm kann ich anerkennen. Ein Beobachter am Beamsplitter sieht das Licht aus einem Arm aus einem Gravitationsfeld kommen uns aus dem anderen gerade nicht. Daher das Interferenzmuster (wg. Phasenverschiebung ). Gibt es zu der Erklärung ein Paper oder eine gute Textbook Stelle?

Clear Skies
Gert

Hallo Stathis & Dominik,

Bzgl. Messprinzip. Also die Beschreibung im Originalpaper gefällt mir da auch nicht

... A passing gravitational wave effec-tively alters the arm lengths ...
(http://journals.aps.org/prl/pd…03/PhysRevLett.116.061102)

Wenn ich nun getreu der ART die Länge messe als Weg den ein Lichtstrahl in einer Zeiteinheit zurücklegt, dann kann ich mir nicht vorstellen, daß ich damit eine Längenänderung der I-Meter-Arme festellen kann. Das Licht im Arm folgt der selben Geodäte wie mein 'Masstab'. Haben uns nicht die Fernsehprediger der ART immer von den Rosinen im Kuchen erzaehlt? Die weit entfernten Galaxien fliegen (dank Hubble oder eher LeMaitre) eben nicht 'durch' den Raum. Der Raum selbst (besser die Raumzeit) dehnt sich aus. (inzwischen sogar beschleunigt) Das Ondulieren der Raumzeit wird also vom I-Meter brav mitgemacht. Ich sehe da keine Veränderung des Interferenzpatterns. Oder bewegt sich das doch auf mystische Weise 'durch' den Raum? Sind die Atome der Spiegel an der Raumzeit festgepinnt oder nicht? Gilt da sowas wie Trägheit? Die elektromagnetische WW, die die Materie der Spiegel zusammen und in Form hält wird doch auch nur durch Photonen übermittelt und die folgen der Krümmung der Raumzeit. Nun kann ich mich schlecht mit dem Fakt der Beobachtung anlegen. (never argue with success) Also wo ist der Trick? Wie muss man die Messung anschauen, um zu verstehen dass sich das Interferenzpattern im I-Meter ändert?

Clear Gravitational Waves,
Gert

Hallo

Dazu gleich eine Frage. Wenn nun soviel Energie/Masse abgestrahlt wurde. Wie verträgt sich das mit der Aussage, dass nichts (ausser Hawkingstrahung) ein Schwarzes Loch verlassen kann? In der Massenbilanz hat das neue SL doch 3 SM in den Weltraum verloren.

Clear Skies
Gert

<blockquote id="quote"><font size="1" face="Verdana, Arial, Helvetica" id="quote">Zitat:<hr height="1" noshade id="quote"><i>Original erstellt von: HWS</i>
<br />Imponierend, las auch folgendes:
Abgestrahlte Energie: 3 Sonnenmassen
Dauer: 0,2 Sekunden
Signalstärke: 50 mal energiereicher/sek als alles sichtbares Licht im Universum, oder 200 miljarden mal stärker als die stärkste Supernova, wir jemals gesehen haben, oder 100 mal stärker als das stärkste, jemals gemessenes, elektromagnetische Signal.

Alles laut Carl-Johan Haster.
<hr height="1" noshade id="quote"></blockquote id="quote"></font id="quote">